[發(fā)明專利]永磁磁阻電旋轉(zhuǎn)機(jī)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200710181881.1
• 申請(qǐng)日: 2007-10-19
• 公開（公告）號(hào): CN101165991A
• 公開（公告）日: 2008-04-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 高橋則雄;堺和人;新政憲;橋場(chǎng)豐;伊藤涉;望月資康;高畠干生;松原正克;花井隆
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 株式會(huì)社東芝;東芝產(chǎn)業(yè)機(jī)器制造株式會(huì)社
• 主分類號(hào): H02K1/27
• 分類號(hào): H02K1/27;H02K29/00;H02K21/14
• 代理公司: 中國(guó)國(guó)際貿(mào)易促進(jìn)委員會(huì)專利商標(biāo)事務(wù)所
• 代理人: 秦晨

交叉引用相關(guān)申請(qǐng)

本發(fā)明申請(qǐng)?jiān)?5U.S.C.§119下要求2006年10月20日申請(qǐng)的日本專利申請(qǐng)第2006-286366號(hào)的優(yōu)先權(quán)，在此引入其內(nèi)容，作為參考。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種復(fù)合永磁體的永磁型電旋轉(zhuǎn)機(jī)，尤其是涉及在有限空間內(nèi)具有高扭矩、高功率和增強(qiáng)的可靠性的永磁型電旋轉(zhuǎn)機(jī)。

背景技術(shù)

近年來(lái)，在永磁領(lǐng)域，已觀察到了顯著的研究和開發(fā)，已經(jīng)開發(fā)出了具有高磁能產(chǎn)出的永磁體，包括在電旋轉(zhuǎn)機(jī)的微型化和功率提高方面的進(jìn)展。尤其是，對(duì)于應(yīng)用在車輛，像提過(guò)的混合型汽車上的電旋轉(zhuǎn)機(jī)來(lái)說(shuō)，對(duì)提高的燃料消耗和控制氣體的排放量所需的更高的效率，已經(jīng)有著迫切的需要。此外，為了在有限的空間內(nèi)在狹窄的安裝位置獲得理想的扭矩增加和功率提高，迫切需要增加永磁體的數(shù)量和更高的速度。因此，對(duì)在高離心力下的轉(zhuǎn)子芯強(qiáng)度有著迫切需要，此外，考慮到由于損失密度的增加所導(dǎo)致的熱問(wèn)題的產(chǎn)生，對(duì)降低電動(dòng)機(jī)損耗有著迫切需要。

圖1顯示根據(jù)相關(guān)技術(shù)的永磁磁阻電旋轉(zhuǎn)機(jī)的轉(zhuǎn)子10的構(gòu)造。轉(zhuǎn)子10具有轉(zhuǎn)子芯8和一組永磁體2。轉(zhuǎn)子芯8被制成在一個(gè)方向易磁化，而在另一個(gè)方向難磁化。換言之，轉(zhuǎn)子芯8被設(shè)計(jì)形成磁凹凸的形式，具有磁鋼片的疊層結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)在易磁化的方向上具有用于嵌入永磁體2的永磁體嵌槽1，數(shù)量為8個(gè)。上述8個(gè)永磁體嵌槽1以交叉關(guān)系被排列，以形成四個(gè)突起的極。即，被成對(duì)地布置在非磁部分3兩側(cè)的永磁體嵌槽1在其兩者之間具有插入部分，作為形成磁極凹槽的極間部分。此外，在永磁體嵌槽1中，布置有磁化的永磁體2，以抵消與貫穿磁極部分的磁通量相交產(chǎn)生磁阻轉(zhuǎn)矩的電樞電流的磁通量。即，對(duì)于存在于磁極部分兩側(cè)的永磁體2來(lái)說(shuō)，其磁化方向具有彼此一致的指向，對(duì)于被成對(duì)地布置在極間部分兩側(cè)的永磁體2來(lái)說(shuō)，其磁化方向在轉(zhuǎn)子10的圓周方向上具有互反的指向。

在圖1中，示出了作為由電樞電流產(chǎn)生的磁通量在沿轉(zhuǎn)子芯8的磁極軸的方向上相對(duì)d(指向)-軸的分量的磁通量φ_d的線。在上述方向上，磁極部分的核心構(gòu)成通量路徑。該磁路具有非常小的磁阻，并提供具有便于磁通量行進(jìn)傾向的磁結(jié)構(gòu)。

圖2示出了作為由電樞電流產(chǎn)生的磁通量在沿轉(zhuǎn)子10中心和極間部分的中間部分之間的連接軸方向上相對(duì)q(正交)-軸的分量的磁通量φ_q的線。沿橫貫相關(guān)聯(lián)的非磁部分3和極間部分兩側(cè)的永磁體2的上述磁路，產(chǎn)生貫穿極間部分的磁通量φ_q。該非磁部分3具有相對(duì)導(dǎo)磁率“1”，永磁體2也具有大約為“1”的相對(duì)導(dǎo)磁率。因此，高磁阻效應(yīng)削弱了電樞電流產(chǎn)生的磁通量φ_q。

永磁體2的交聯(lián)磁通量φ_m具有與作為由電樞電流產(chǎn)生的磁通量在極間中心軸方向上相對(duì)q-軸的分量的磁通量φ_q反向的分布，且排斥由電樞電流產(chǎn)生的侵占相關(guān)聯(lián)的極間部分的磁通量φ_q，二者相互抵消。在極間空氣間隙處，由電樞電流產(chǎn)生的空氣間隙通量的密度被永磁體2的磁通量φ_m削弱，并且與磁極處的空氣間隙通量密度相比被極大地改變了。即，對(duì)于轉(zhuǎn)子10的位置而言，空氣間隙通量的密度發(fā)生了極大的改變，包括磁能量的極大改變。此外，存在著在負(fù)載條件下，可以在磁極與極間部分之間的邊界處發(fā)生磁短接的磁部分11，其具有被負(fù)載電流強(qiáng)烈磁飽和的傾向。因此，由永磁體2產(chǎn)生的磁通量的極間分布被提高了。因而，具有凹凸斷面的空氣間隙通量分布被永磁體2的上述磁通量和磁阻極大地改變了，從而在考慮極大的輸出的情況下包括了磁能量的顯著的極大的改變。

圖3顯示了日本專利申請(qǐng)公開第2001-339919號(hào)中所披露的永磁磁阻電旋轉(zhuǎn)機(jī)的轉(zhuǎn)子構(gòu)造。轉(zhuǎn)子芯8具有插入位于非磁部分3兩側(cè)的永磁體嵌槽1之間的部分，作為形成磁凹槽的極間部分。在永磁體嵌槽1中，布置有磁化的永磁體2，以抵消與貫穿磁極部分的通量相交產(chǎn)生磁阻扭矩的電樞電流的磁通量。非磁部分3通過(guò)空氣間隙形成。

在轉(zhuǎn)子芯8中，每一個(gè)永磁體嵌槽1具有突入嵌槽內(nèi)部的一對(duì)永磁定位突出物4。該永磁定位突出物4在底邊上具有R-切割(逃逸)部分5，該R-切割(逃逸)部分5提供于以直角與永磁體2的磁化方向交叉且與非磁部分3相對(duì)的平面?zhèn)取?/p>

上述永磁定位突出物4的提供允許永磁體2在應(yīng)力集中的減薄部分(外圓周減薄部分6、減薄橋接部分7)處被以安全的強(qiáng)度等級(jí)所支撐，從而承擔(dān)得起增加的功率輸出和更高的速度。此外，在考慮提高的旋轉(zhuǎn)速度和增強(qiáng)的可靠性情況下，R-切割部分因而被允許具有最小的應(yīng)力值。